基于STM32F4系列芯片和STM32CubeF4 HAL库组织和添加用户代码

yingujun 2020-06-10 3944

电子说

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描述

我们在MCU的嵌入式应用开发过程中，有时需要做些较大量的数据传输和适时处理，此时使用DMA的双缓冲模式可能是个不错的选择。这样既可以保障数据的连续、流畅传输，又能保障数据的及时处理【包括数据更新】，同时又能减轻CPU的负荷。

常有人想使用STM32 DMA的双缓冲模式，但又觉得实现起来似乎有点困难，也不太容易找到现存的例程。我这里就基于STM32F4芯片及Cube库简单地演示下实现过程。

STM32的DMA硬件双缓冲模式，只支持从外设到内存或从内存到外设两种应用场景，且工作在循环模式。内存到内存是不支持双缓冲模式的，当然它也不支持DMA循环模式。【下图截取于STM32F4的参考手册】

关于STM32 DMA双缓冲模式实现原理不复杂，这里就不赘述了。下面进入到示例的实现过程。【注：手机模式下图片可以点击放大查看】

我这里大致要做的事情就是，ADC模块对5个模拟通道进行循环扫描采样转换，ADC结果由DMA搬到相应存储缓冲区。每一轮传输完成后，自动切换传输线路并使用另一个存储区，继续新一轮传输。两条传输线路就这样轮流执行，不过使用的DMA传输流或通道还是同一个。本例中的DMA传输流程如下图示意。至于数据搬到各存储区后怎么办，视应用而定，在此不表。

现在开始借助于STM32CubeMx图形化配置工具做基本的配置并生成初始化文件。

**对ADC做些基本配置。开启了ADC1的5个通道，做连续、扫描转换。ADC转换的启动选择软件启动模式。

**对ADC的DMA请求及DMA传输做相关配置。具体配置见下图。

**将其它必需的时钟、调试口等配置完成后即可生成初始化代码并建立工程。

**在CubeMx生成的初始化代码基础上，添加用户代码。

一、这里准备了两个数组用来存储ADC的转换结果。

二、我基于STM32F4系列芯片和STM32CubeF4 HAL库组织和添加用户代码。代码内容详见下图。

上图中A、B、C、D四部分是我基于当前应用而添加的用户代码，在此稍作解释。

代码A，使能ADC外设并稍作延时，令其稳定下来。

代码B，准备了几个跟DMA传输完成及出错有关的回调函数。三个回调函数我共用一个，这里图省事了。实际应用时请具体调整。

代码C，调用DMA双缓冲模式的关键函数。

代码D，使能ADC事件的DMA请求功能并软件启动AD转换。

三、编译、除错后，运行看结果。下面截图是我在调试过程中随意截取的。ADC的输入通道中有2个通道分别固定接GND和VDD，其它3个通道的输入管脚悬空，数据波动大属正常现象。

到此，基于STM32DMA双缓冲的功能演示就结束了。是不是感觉很方便而简单呢？

个人认为，要实现上面功能尽量看懂相关库函数的基本功能，并对相应外设的工作有基本的了解，毕竟还是需要自行组织部分代码的。如果说只知生硬地调用现有库函数，那实现起来还是有困难。

另外，即使调用库函数，在给函数的参变量赋值时注意别给错了。大部分类似问题编译器能发现，有些是发现不了的。比方源地址和目标地址编译器是辨别不了的。

还有，基于库函数编程时，如果库函数里已经就某些变量或参数给出了定义或规划，就尽量用它准备的，除非你发现相关定义或规划不合理或有错。前不久一个STM32用户，在初始化RTC日历时给星期赋予了一个不正确的值导致RTC的时间运行异常。本来库代码已经对从星期日到星期六明确地做了宏定义供我们使用【这样做本身就可以一定程度防止出错】，结果他在调试时直接赋数据，不小心给了不合理的数据没及时发现，导致程序异常。然后反馈说库代码有bug。算bug吗？可以算是也可以不是。如果初始化时按照人家预备好的宏参数来赋值就不会在这个地方折腾一把。
责任编辑:pj

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